【正文】 . P3口： P3口的 ～ 、 I/0引腳。 I/O引腳而不可訪問(wèn)。P3口緩沖器可吸收 20mA電流。當(dāng) P3口引腳寫(xiě)入 “1” 時(shí) ,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時(shí) ,被外部拉低的 P3口引腳將用上拉電阻而流出電流 (IIL)。P3口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051 的各種功能 ,如下表 1所示。 P3口還接收一些用于閃速存 儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 (RXD) 2 VCC Ramp。T/VPP 1 XTAL2 4 (INT0) 6 (INT1) 7 (TO) 8 (T1) 9 GND10 XTAL1 5 (TXD) 3 VCC 20 VCC 19 18 17 16 15 11 12 (AIN2) 13 (AIN1) 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 8 頁(yè) 共 36 頁(yè) 5. RST：復(fù)位輸入。 RST一旦變成高電平 ,所有的 I/O引腳就復(fù)位到 “1” 。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí) ,持續(xù)給出 RST引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。每一個(gè)機(jī)器周期需 12個(gè)振蕩器或時(shí)鐘周期。 6. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。 7. XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 P3口的功能 表 P3口引腳 功能 RXD(串行輸入端口 ) TXD(串行輸出端口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí)器 0外部輸入 ) T1(定時(shí)器 1外部輸入 ) AT89C2051 內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C2051是一帶有 2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)體 (EEPROM)的低電壓 ,高性能 8位 CMOS微型計(jì)算機(jī)。如圖 1所示， 它采用 ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS— 51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過(guò)在單塊芯片上組合通用的 CPL1和閃速存儲(chǔ)器 ,ATMEL AT89C2051 是一強(qiáng)勁的微型計(jì)算機(jī) ,它對(duì)許多嵌入式控制應(yīng)用提供一高度靈活和成本低的解決辦法。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 9 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 此外 ,從 AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖也可看出 ,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致（除模擬比較器外） ,引腳 RST、 XTAL XTAL2的特性和外部連接電路也完全與 51系列單片機(jī)相應(yīng)引腳一致 ,但 P1口、 P3口有其獨(dú)特之處 。 AT89C2051的引腳說(shuō)明 AT89C2051是一個(gè)有 20個(gè)引腳的芯片 ,引腳如圖 1所示 ,與 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比可發(fā)現(xiàn) ,AT89C2051減少了兩個(gè)對(duì)外端口（即 P0、 P2口） ,使它最大可能地減少了對(duì)外引腳 ,因而芯片尺寸有所減少。 AT89C2051 的軟硬件約束 AT89C2051單片機(jī)由于引腳的限制，沒(méi)有設(shè)置外部存儲(chǔ)器的接口，所以，對(duì)于外部存儲(chǔ) 器的讀 /寫(xiě)指令如 MOVX等不起作用。 由于 ROM空間為 2KB，所以，對(duì)于跳轉(zhuǎn)指令要注意轉(zhuǎn)移的目的地址范圍（ 000H—128 8 RAM RAM 地址寄存器 AR SP 中斷控制定時(shí) /計(jì)數(shù)器串行 I/O口 P3口 P1口 …..。 鎖存器 鎖存器 寄存器 B 累加器 A 指令寄存器 IR 暫存器 1 暫存器 2 指令譯碼器 ID 定時(shí)與控制 程序狀態(tài)字 PSW 數(shù) 據(jù) 指 針DPTR 緩沖器 程序計(jì)數(shù)器 PC PC 增 1 程序地址寄存器 AR 2KB PFEROM ALU 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 10 頁(yè) 共 36 頁(yè) 7FFH） ,超出地址范圍時(shí)，將產(chǎn)生不可遇見(jiàn)的錯(cuò)誤結(jié)果。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的范圍是（ 00H— 7FH），堆棧操作時(shí)亦應(yīng)加以注意。 模擬比較器的輸入信號(hào)經(jīng)原來(lái)的 ，所以原來(lái)的 無(wú)法再外部使用。模擬比較器可以方便的比較兩個(gè)模擬電壓的大小，若外接一個(gè) D/A轉(zhuǎn)換器并將其輸出作為模擬比較器的一個(gè)輸入，而由模擬比較器的另一個(gè)輸入端引入被測(cè)電壓，通過(guò)軟件的方法也可以實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換。 AT89C2051 的存儲(chǔ)器編程 AT89C2051單片機(jī)提供有 2KB的片內(nèi) Flash程序存儲(chǔ)器，它允許在線修改或使用專(zhuān)用編程器編程。 a． Flash存儲(chǔ)器加密位 AT89C2051單片機(jī)有 2個(gè)加密位，可以編程（ P）或不編程（ U）以獲得不同的加密功能。加密功能表如表 。 表 （ a） AT89C2051單片機(jī)加密功能表 加密位內(nèi)容的擦除只能通過(guò)片擦除操作來(lái)完成。 b． Flash 存儲(chǔ)器的編程和程序校驗(yàn) （ 1） AT89C2051單片機(jī)的 片內(nèi) Flash存儲(chǔ)器編程模式如表 （ b）所示。 表 （ b） AT89C2051單片機(jī) 編程模式 表 LB1 U P U U P P LB2 加密功能 無(wú)加密功能 禁止對(duì) Flash再編程 禁止對(duì) Flash再編程，還禁止程序校驗(yàn) U 模式 寫(xiě)入代碼數(shù)據(jù) 讀出代碼數(shù)據(jù) 寫(xiě)加密位 LB1 寫(xiě)加密位 LB2 芯片擦除 讀信號(hào)字節(jié) RESET 12V 12V 12V 12V H H H H H H H H H H H H H H H H L L L L L L L L L L L L 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 11 頁(yè) 共 36 頁(yè) 注：①內(nèi)部 EPROM的計(jì)數(shù)器在 RESET的上升沿復(fù)位到 000H，并由 XTAL1，引腳正脈沖執(zhí)行計(jì)數(shù)； ②片擦除需要 10ms的 PROG脈沖； ③編程期間 被拉低來(lái)指示 RDY/BSY. c. AT89C2051 單片機(jī)的 片內(nèi) Flash 存儲(chǔ)器編程步驟如下： ①上電次序是在 VCC、 GND引腳加工作電壓， RESET、 XTAL1引腳接到 GND,懸浮其它引腳，等待大于 10ms以上時(shí)間； ②在 RESET、 引腳加高電平； ③在 、 、 、 ； ④經(jīng) — 對(duì) 000H單元加入數(shù)據(jù)字節(jié)； ⑤升高 RESET 到 12V激活編程； ⑥使 ，編程一個(gè)字節(jié)或加密位； ⑦校驗(yàn)已被編程數(shù)據(jù)，使 RESET從 12V 降到邏輯電平“ H”并設(shè)置 — 正確的電平，可以在 P1口輸出數(shù) 據(jù)； ⑧進(jìn)行下一地址單元的字節(jié)編程，在 XTAL1 加一脈沖，使地址計(jì)數(shù)器加 1，在 P1口加入編程數(shù)據(jù)。 重復(fù)步驟① — ⑧，完成整個(gè) 2KB的編程。 下電次序?yàn)椋涸O(shè)置 XTAL RESET為“ L” ,浮空其它 I/O引腳，關(guān)閉 VCC電源。 (3)編程及校驗(yàn)電路如圖 （ c） （ d） 所示。 說(shuō)明幾點(diǎn)： （ 1）編程期間 被拉低來(lái)指示 RDY/BSY； （ 2）單片擦除需要 10ms的 PROG； RDY/BSY PROG VCC XTAL1 GND RESET 89C2051 PGM DATA P1 VIH/VPP +5V PGM DATA VIH +5V VIH XTAL1 RESET GND 89C2051 P1 圖 （ c） 編程電路 圖 （ d） 校驗(yàn)電路 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 12 頁(yè) 共 36 頁(yè) （ 3）內(nèi)部 EEPROM 地址計(jì)數(shù)器在 RESET的上升沿復(fù)位到 000H，并由 XTAL1引腳正脈沖執(zhí)行計(jì)數(shù)。 智能插座的硬件 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 智能插座的硬件系統(tǒng)具體電路設(shè)計(jì) 本課題 要運(yùn)用 AT89C2051為核心芯片，同時(shí)選用 DS1302為時(shí)鐘芯片， 74LS273構(gòu)成觸發(fā)電路驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、繼電器模塊、復(fù)位電路模塊 、晶振電路模塊 等構(gòu)成外圍電路來(lái)完成 智能插座控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)， 并協(xié)作軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 課題所要求的功能。 系統(tǒng)的復(fù)位電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)與其它微處理器一樣，在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，使 CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。 89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST引腳輸入到芯片內(nèi)部的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如 RST引腳上有一個(gè)高電平并維持兩個(gè)機(jī)器周期（由于一個(gè)機(jī)器周期包含 6個(gè)狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)是 2個(gè)振蕩周期，所以也就是 24個(gè)振蕩周期），則 CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。假如采用 12MHZ的晶振，那么復(fù)位時(shí)間大約是 12μ S。復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分 合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。圖 復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。 C2051 單片機(jī)復(fù)位信號(hào)高電平有效 AT89C2051 復(fù)位電路模塊 數(shù)碼管顯示模 塊 DS1302 實(shí)時(shí) 時(shí) 鐘 模 塊 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖 晶 振 電 路 按 鍵 控 制 掃 描 模 塊 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 13 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 單片機(jī)復(fù)位電路 系統(tǒng)的晶振電路設(shè)計(jì) 圖 晶振電路 AT89C2051 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反響放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶 瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。外接石英晶體或者陶瓷諧振器及電容 C1,C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容 C1,C2雖然沒(méi)有嚴(yán)格要求，但 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 14 頁(yè) 共 36 頁(yè) 電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低，振蕩器工作的穩(wěn)定性，起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性！ 因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 30μ F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 系統(tǒng)的繼電器電路設(shè)計(jì) 繼電器 (relay)也是一 種電門(mén)，但與一般開(kāi)關(guān)不同，繼電器并非以機(jī)械方式控制，而是一種以電磁力來(lái)控制切換方向的電門(mén)。當(dāng)線圈通電后，會(huì)使中心的軟鐵核心產(chǎn)生磁性，將橫向的擺臂吸下，而臂的右側(cè)則迫使電門(mén)接點(diǎn)相接，使兩接點(diǎn)形成通路。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用 。 單片機(jī)是一個(gè)弱電器件 ,一般情況下它們大都工作在 5V 甚至更低 .驅(qū)動(dòng)電流在 mA 級(jí)以下 .而要把它用于一 些大功率場(chǎng)合 ,顯然是不行的 .所以 ,就要有一個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)銜接 ,這個(gè)環(huán)節(jié)就是所謂的 功率驅(qū)動(dòng) .繼電器驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)典型的、簡(jiǎn)單的功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié) .在這里 ,繼電器驅(qū)動(dòng)含有兩個(gè)意思 :一是對(duì)繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng) ,因?yàn)槔^電器本身對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)就是一個(gè)功率器件 。還有就是繼電器去驅(qū)動(dòng)其他負(fù)載 ,比如繼電器可以驅(qū)動(dòng)中間繼電器 ,可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器 ,所以 ,繼電器驅(qū)動(dòng)就是單片機(jī)與其他大功率負(fù)載接口 .首先里面的三極管很重要 .三極管是電子電路里很重要的一個(gè)元件 .簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)三極管有兩個(gè)作用一個(gè)是放大作用 ,一個(gè)是開(kāi)關(guān)作用 .(嚴(yán)格來(lái)講開(kāi)關(guān)作用是放大作用的 極限情況 ,不過(guò)沒(méi)關(guān)系 ,把兩者分開(kāi) ,更便于理解它的工作原理 ).在這里 ,我們只了解它跟本電路有關(guān)的開(kāi)關(guān)作用 . 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （論文） 第 15 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 繼電器電路 要理解這個(gè)電路 ,其實(shí)也比較容易 。 首先的 ,里面的三極管很重要 。 三極管是電子電路里很重要的一個(gè)元件 ， 簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)三極管有兩個(gè)作用 ： 一個(gè)是放大作用 ,一個(gè)是開(kāi)關(guān)作用 (嚴(yán)格來(lái)講開(kāi)關(guān)作用是放大作用的極限情況 ,不過(guò)沒(méi)關(guān)系 ,把兩者分開(kāi) ,更便于理解它的工作原理 )。 在這里 ,我們只了解它跟本電路有關(guān)的開(kāi)關(guān)作用 。 首先把三極管想成一個(gè)水龍頭 。 上面的 Vcc就是水池 ,繼電器是一個(gè)水輪機(jī) ,下面的 GND是 比水池低的任何一 。 剛才說(shuō)過(guò) ,三極管就是水龍頭 ,它的把手就是那個(gè)帶有電阻的引腳 。 現(xiàn)在 ,單片機(jī)的某一個(gè)需要控制這個(gè)繼電器電路的輸出引腳就是一只 手 ,當(dāng)單片機(jī)的這個(gè)引腳輸出低電平的時(shí)候 ,就像 手 在打開(kāi)三極管 水